[發(fā)明專利]一種基于預(yù)測的及時加權(quán)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611148506.2
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106792771B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒騰躍;林壽英
• 申請（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W84/18
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于預(yù)測的及時加權(quán)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：初始化處理：初始化融合決策值R₀,采用全部節(jié)點(diǎn)的平均值作為初始融合決策值R₀，具體采用下式：

其中，R₀為初始化融合決策值，r_0i為傳感節(jié)點(diǎn)i在初始化階段的檢測匯報(bào)值，n為場景中傳感節(jié)點(diǎn)總數(shù)；

步驟S2：初始化每個傳感加權(quán)值ω_0i：

采用下式計(jì)算每個傳感節(jié)點(diǎn)的加權(quán)值ω_0i：

ω_0i＝ω_iP+Δω_0i；

其中，ω_iP為比例加權(quán)因子，它在初始化后幾乎不變，是整個權(quán)值的重要參與因素；Δω_0i為初始化時的積分加權(quán)因子，也即時刻0時的積分加權(quán)因子，其在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中被動態(tài)調(diào)節(jié)，從而提高系統(tǒng)的自適應(yīng)特性；所述初始化積分加權(quán)因子Δω_0i的值為0；

步驟S3：進(jìn)入實(shí)時檢測：通過Kalman濾波器預(yù)測：在獲得了t-1時刻的融合值R_t-1后，系統(tǒng)通過Kalman濾波器預(yù)測t時刻的數(shù)據(jù)融合值E_t，從而為后續(xù)的及時時間控制做出準(zhǔn)備；

步驟S4：計(jì)算數(shù)據(jù)融合結(jié)果：在t時刻，每收到一個傳感節(jié)點(diǎn)i的匯報(bào)r_ti時都按下式計(jì)算粗略融合結(jié)果R’_t：

其中，k為當(dāng)前獲得的報(bào)告的傳感節(jié)點(diǎn)的總數(shù)，k＜n，n為場景中所有傳感節(jié)點(diǎn)的個數(shù)，ω_ti為t時刻傳感節(jié)點(diǎn)i的加權(quán)值,r_ti為t時刻傳感節(jié)點(diǎn)i的報(bào)告數(shù)據(jù)；

步驟S5：設(shè)置一個閾值λ，當(dāng)粗略結(jié)果R’_t與Kalman濾波器預(yù)測的結(jié)果E_t之間的差小于閾值λ時，即：

||E_t-R′_t||＜λ；

將粗略結(jié)果R’_t作為t時刻的數(shù)據(jù)融合最終結(jié)果值R_t，并結(jié)束t時刻的數(shù)據(jù)融合計(jì)算，停止接收其他傳感節(jié)點(diǎn)的后續(xù)報(bào)告；

S6:根據(jù)新獲得的數(shù)據(jù)融合結(jié)果R_t，按下式修正加權(quán)值：

ω_ti＝ω_iP+Δω_ti；

其中，ω_iP為比例加權(quán)因子，它在初始化后幾乎不變，是整個權(quán)值的重要參與因素；Δω_ti為t時刻的積分加權(quán)因子，其在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中被動態(tài)調(diào)節(jié)，從而提高系統(tǒng)的自適應(yīng)特性；令t＝t+1,并返回步驟S3，進(jìn)入下一時刻的計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于預(yù)測的及時加權(quán)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于：步驟S2中，所述比例加權(quán)因子ω_iP的計(jì)算在系統(tǒng)初始化確定了R₀后進(jìn)行，依據(jù)各節(jié)點(diǎn)采集值與R₀之間的差確定，計(jì)算式如下：

d_i＝||r_0i-R₀||；

d_i-norm＝δ·(1-d_i/d_max)；

其中，d_i表示傳感節(jié)點(diǎn)i的匯報(bào)值與初始化融合值R₀之間的差的絕對值，d_i-norm為將d_i進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作得到的值，d_max為測試場景中最大的d_i值，δ為用戶指定的數(shù)值調(diào)整系數(shù)，μ、σ為正態(tài)分布函數(shù)的參數(shù)，由用戶指定。